துடிக்கும் விண்மீன் காட்டிக்கொடுக்கும் கண்ணுக்குத் தெரியாத துணை

பருப்பொருளை விழுங்காத கருந்துளைகளையும் நியூட்ரான் விண்மீன்களையும் நேரடியாகப் பார்ப்பது ஏறக்குறைய சாத்தியமற்றது. அவற்றைக் கண்டறிய ஒரு வழி, அவை இணைந்து சுற்றும் கண்ணுக்குத் தெரியும் விண்மீனைக் கவனிப்பது. வானியலாளர்கள் இந்த வழியில் இத்தகைய “உறங்கும்” வேட்பாளர்களை அதிக எண்ணிக்கையில் கண்டுள்ளனர் என்றும், மிகக் கனமான நியூட்ரான் விண்மீன்களுக்கும் மிக இலேசான கருந்துளைகளுக்கும் இடையிலான நிறை வரம்பு இன்னும் குறைவாகவே அவதானிக்கப்பட்டுள்ளது என்றும் ஆய்வுக் கட்டுரை குறிப்பிடுகிறது.

TIC 160582982 ஒரு அசாதாரண வழியைத் தருகிறது: அந்த விண்மீனே ஒரு கடிகாரம்.

நேரம் காக்கும் விண்மீன்

TIC 160582982 ஒரு டெல்டா ஸ்கூட்டி விண்மீன் (δ Scuti): ஒரே நேரத்தில் பல அழுத்த அதிர்வுப் பாங்குகளில் அதிரும், வேகமாகச் சுழலும், வெப்பமான A வகை விண்மீன். சீன அறிவியல் கழகத்தின் சின்ஜியாங் வானியல் ஆய்வகம் மற்றும் கிரனாடாவில் உள்ள அந்தலூசியா வானியற்பியல் நிறுவனத்தைச் சேர்ந்த செங்லாங் லூ தலைமையிலான குழு, TESS விண்வெளித் தொலைநோக்கியின் சுமார் 352 நாள் அளவீடுகளைப் பகுப்பாய்ந்து, அதன் மினுங்கும் ஒளியிலிருந்து 128 அதிர்வெண்களைப் பிரித்தெடுத்தது.

இத்தகைய விண்மீன் ஒரு துணையைச் சுற்றும்போது, சில சமயம் நம்மிடமிருந்து சற்றுத் தொலைவிலும், சில சமயம் சற்று அருகிலும் இருக்கிறது. அதன் ஒளி நம்மை அடைய முதலில் அதிக நேரமும் பின்னர் குறைந்த நேரமும் எடுக்கிறது — எனவே துடிப்புகள் ஒரு சீரான சுழற்சியில் முன்னும் பின்னும் நகர்வதுபோலத் தோன்றுகின்றன. அந்த நகர்வை அளந்தால் சுற்றுப்பாதை தெரியவருகிறது. இதற்குக் கட்டப் பண்பேற்றம் (phase modulation) என்று பெயர்.

கனமான துணையுடன் 89 நாள் சுற்றுப்பாதை

கடிகாரங்களாக ஒன்றாகப் பயன்படுத்தப்பட்ட ஆறு நிலையான துடிப்புகள் ஒத்திசைவான விடையைத் தருகின்றன:

• சுற்றுக்காலம்: 89.29 ± 0.19 நாட்கள், மிகவும் நீண்ட நீள்வட்டச் சுற்றுப்பாதையில் (மையப்பிறழ்வு 0.54).
• கண்ணுக்குத் தெரியும் விண்மீனின் சுற்றுப்பாதையின் வீழ்த்தப்பட்ட அளவு (அதன் அரைப் பேரச்சு) சுமார் 146 ஒளி-வினாடிகள், அதாவது 0.29 வானியல் அலகுகள்.
• இரண்டு நிறைகளின் ஒரு சேர்க்கையான “நிறைச் சார்பு” (mass function) 0.416 சூரிய நிறை — இந்த வகை விண்மீனுக்கு இது பெரியது.

வலுவான இரண்டு துடிப்புகளைச் சுற்றிச் சுற்றுப்பாதை உருவாக்கும் பக்க உச்சங்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட இரண்டாவது, சாராத முறை அதே சுற்றுப்பாதையைத் தருகிறது: 89.36 நாட்கள்.

கண்ணுக்குத் தெரியும் விண்மீனின் நிறை சுமார் 1.93 சூரிய நிறை; அது சுமார் 263 பார்செக் தொலைவில் உள்ளது; சூரியனைவிட 37.6 மடங்கு பிரகாசமாக ஒளிர்கிறது. சுற்றுப்பாதையுடன் சேர்த்துப் பார்த்தால், துணையின் நிறை குறைந்தது சுமார் 1.8 சூரிய நிறை — சுற்றுப்பாதையைச் சரியாக விளிம்பிலிருந்து பார்த்தால் கிடைக்கும் குறைந்தபட்ச மதிப்பு இது. துணை ஒரு சாதாரண விண்மீனாக இருந்தால், சிறந்த மதிப்பீடு சுமார் 2.2 சூரிய நிறை.

காணாமல் போன ஒளி

அவ்வளவு நிறையுள்ள சாதாரண விண்மீனைக் கண்டறிவது எளிதாக இருக்க வேண்டும். அது எவ்வளவு ஒளியைச் சேர்க்கும் என்று குழு கணக்கிட்டது: 1.70 முதல் 1.86 சூரிய நிறையுள்ள துணைக்கு, கண்ணுக்குத் தெரியும் மற்றும் அகச்சிவப்புப் பட்டைகளில் அமைப்பின் ஒளியில் சுமார் 18 முதல் 26%; 2.3 சூரிய நிறையில் சுமார் 43%.

ஆனால் கண்ணுக்குத் தெரியும் ஒளியிலிருந்து நடு-அகச்சிவப்பு வரை அளக்கப்பட்ட அமைப்பின் ஒளி, அகச்சிவப்பு மிகுதி எதுவும் இல்லாமல், ஒரே ஒரு A வகை விண்மீனுடன் முழுமையாகப் பொருந்துகிறது. காப்பக நிறமாலைகளும் வெளிப்படையான இரண்டாவது நிறமாலைக் கோடுகளின் தொகுப்பைக் காட்டவில்லை; இருப்பினும் விண்மீனின் வேகமான சுழற்சி அதன் கோடுகளை மங்கலாக்குகிறது. எனவே ஒற்றைச் சாதாரணத் துணை “வலுவாக நிராகரிக்கப்படுகிறது” என்று ஆசிரியர்கள் எழுதுகின்றனர்.

எஞ்சியிருக்கும் இரண்டு சந்தேக நபர்கள்

இரண்டு விளக்கங்கள் எஞ்சியுள்ளன; தற்போதைய தரவுகளால் அவற்றைப் பிரித்தறிய முடியாது:

1. மறைந்திருக்கும் இணை. துணையே விண்மீன்களின் நெருக்கமான இணையாக இருக்கலாம்; எடுத்துக்காட்டாக, ஒவ்வொன்றும் சுமார் 0.9 சூரிய நிறையுள்ள இரண்டு விண்மீன்கள். இரண்டும் சேர்ந்து தேவையான நிறையைத் தரும்; ஆனால் கண்ணுக்குத் தெரியும் ஒளியில் சுமார் 4%, அகச்சிவப்பில் 8 முதல் 9% மட்டுமே சேர்க்கும்.
2. இறந்த விண்மீன். ஒரு அடர்த்தியான எச்சம் — நியூட்ரான் விண்மீன் அல்லது விண்மீன் நிறைக் கருந்துளை கூட — மிகக் குறைந்த ஒளியையே சேர்க்கும், அல்லது எதையுமே சேர்க்காது.

ஒவ்வொரு 0.544 நாளுக்கும் மீண்டும் நிகழும் ஒரு மெதுவான சமிக்ஞையையும் குழு கண்டது; அதன் வலிமை சுற்றுப்பாதையுடன் ஏறி இறங்குகிறது, இரண்டு பொருள்களும் மிக அருகில் வரும் இடத்துக்கு அருகே உச்சத்தை அடைகிறது. நீள்வட்டச் சுற்றுப்பாதையின் ஓத விசைகளால் (tides) குலைக்கப்பட்ட ஒரு துடிப்பாக அது இருக்கலாம்; ஆனால் ஆசிரியர்கள் அதை ஒரு வேட்பாளராக மட்டுமே வகைப்படுத்துகின்றனர்.

முழுச் சுற்றுப்பாதை நெடுகிலும் நிறமாலைகள்

தீர்மானிக்கும் சோதனை நிறமாலையியல்: 89 நாள் முழுச் சுற்றுப்பாதை நெடுகிலும் மீண்டும் மீண்டும் எடுக்கப்படும் உயர் தெளிவுத்திறன் நிறமாலைகள், சுற்றுப்பாதையைச் சாராமல் சரிபார்க்கும்; ஒரு துணையுடன் அல்லது மறைந்திருக்கும் இணையின் இரண்டு விண்மீன்களுடன் நகரும் மங்கலான கோடுகளைத் தேடும். விண்மீன் ஒரு வில்வினாடியின் சுமார் ஆயிரத்தில் ஒரு பங்கு தள்ளாடுவதைக் காண வேண்டிய கயா (Gaia) விண்வெளி ஆய்வகத்தின் எதிர்கால அளவீடுகள், சுற்றுப்பாதையின் சாய்வையும் துணையின் மொத்த நிறையையும் உறுதியாக நிர்ணயிக்கக்கூடும்.

arXiv பட்டியலின்படி, இந்த ஆய்வுக் கட்டுரை The Astrophysical Journal இதழால் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டுள்ளது; இங்கே படிக்கப்பட்ட பதிப்பு ஆசிரியர்களின் கையெழுத்துப் படி.